מחשוב קוואנטי - היעדים של IBM

בעשור האחרון, IBM הצליחה לבסס את עצמה כאחת השחקניות המרכזיות בעולם בתחום המחשוב הקוונטי - תחום שנמצא עדיין בשלבים מוקדמים יחסית, אך נחשב לבעל פוטנציאל אדיר לחולל מהפכה ביכולות החישוב של המאה ה־21. עם השקעה ארוכת טווח, מפת דרכים סדורה, ותשתית טכנולוגית מגובשת, החברה האמריקאית היא אחת משתי השחקניות הגדולות בתחום לצד גוגל.

לטור של שלמה גרינברג: הקאמבק המרשים של הכחולה הגדולה

הצבת מחשב קוונטי ראשון מחוץ לארצות הברית, במרכז RIKEN שביפן, היא צעד סמלי אך גם מעשי. IBM מאותתת לעולם שהיא לא מסתפקת בהובלה תיאורטית או מחקרית, אלא מעוניינת להרחיב את טכנולוגיית הקוונטים שלה אל זירות גאוגרפיות מגוונות, תוך שיתוף פעולה עם מוסדות מחקר מהמובילים בעולם. מדובר בתהליך המשכי, IBM כבר מפעילה מערכות קוונטיות מסחריות בענן, מספקת גישה למדענים וחברות טכנולוגיה, ואף פיתחה מערכת הפעלה ושפת תכנות ייעודית למחשוב קוונטי.

כחלק מהחזון הזה, המעבד הקוונטי החדש Heron מהווה את אבן הפינה. מדובר בדור חדש של קיוביטים עם רמות דיוק גבוהות יותר, ניהול רעש טוב יותר, וביצועים יציבים יותר – שלבים חיוניים בדרך למחשב קוונטי "עמיד לשגיאות", כלומר כזה שמסוגל להתמודד עם חוסר היציבות המובנה של קיוביטים ולספק תוצאות אמינות.

• הקאמבק המרשים של הכחולה הגדולה
• IBM חושפת את המחשב הקוונטי הגדול בעולם

התחום הקוונטי: הבטחה גדולה, מרחק ממימוש

מחשבים קוונטיים עדיין לא הפכו לטכנולוגיה יומיומית ןתעשייה רחבת היקף. רוב השימושים כיום הם ניסיוניים, מחקריים או מצומצמים מאוד בהיקפם, תוך שילוב עם מחשוב קלאסי (Hybrid). היתרון התיאורטי, יכולת לפתור בעיות מסוימות בקנה מידה אקספוננציאלי לעומת מחשבים רגילים, עדיין לא מומש בפועל ברוב היישומים, בעיקר בגלל מגבלות של תיקון שגיאות, קישוריות פנימית והיקף הקיוביטים.

אבל למרות האתגרים, התחום מתקדם. IBM פרסמה לוחות זמנים ברורים, בהם התחייבה להגיע למערכת קוונטית עמידה לשגיאות עד סוף העשור. במקביל, גם חברות אחרות מתקדמות במאמציהן, בראשן גוגל, שהכריזה כבר ב־2019 על "עליונות קוונטית" ניסיונית, אך מאז התקדמה באופן זהיר יחסית; אינטל שמשקיעה בהנדסה של קיוביטים מבוססי סיליקון; ומיקרוסופט שמתמקדת בגישה טופולוגית לבניית קיוביטים יציבים יותר.

גם חברות סטארט־אפ כמו Rigetti, IonQ, ו-PsiQuantum מציגות מודלים אלטרנטיביים, וחלקן כבר נסחרות בבורסה. עם זאת, אף אחת מהן לא הצליחה עדיין להשיג קפיצה טכנולוגית שתביא לשימוש רחב בטכנולוגיה.

• שכר הטרחה של PwC יורד - ה-AI מוריד עלויות
• "אנחנו יכולים לעשות מה שבא לנו" - טראמפ מבלבל את וול סטריט ומפוצץ את השיחות עם קנדה
• תוכן שיווקי "הקרנות הפאסיביות מהוות 60% מהענף"

נראה כי המבחן האמיתי של מחשוב קוונטי יגיע לא מהיכולת לפתור בעיות מתמטיות מופשטות – אלא מיישומים מעשיים בתחומים כמו פיתוח חומרים, סימולציות כימיות, שיפור מסלולי אופטימיזציה או חיזוי מדויק של מערכות דינמיות מורכבות. לצורך כך, נדרש לא רק כוח חישוב, אלא גם מערך שלם של אקו-סיסטם, כולל שפות תכנות, מערכות בקרה, מודלים כלכליים ויכולות שירות.

התחום צפוי להיכנס לשלב שימושי (Utility Scale Quantum) במהלך המחצית השנייה של העשור, עם מחשבים שיבצעו משימות ספציפיות טוב יותר ממערכות קלאסיות – אם כי ייקח עוד זמן עד שנראה מערכות קוונטיות ברמה כללית משתלבות באופן מלא במערכי מחשוב רגילים. IBM, לצד מתחרותיה, מתכננת את המהלכים שלה בהתאם לתחזית זו – עם דגש על יכולת הרחבה (scalability), עמידות לרעש, ושילוב היברידי עם מחשוב־על מסורתי.

שאלות ותשובות על מחשוב קוונטי והתקדמות IBM

מהו מחשב קוונטי וכיצד הוא שונה ממחשב קלאסי?

מחשב קוונטי משתמש בקיוביטים, שיכולים להיות במצבים של 0, 1 או שניהם בו זמנית, בניגוד לביטים במחשב קלאסי שיכולים להיות רק 0 או 1. תכונה זו מאפשרת למחשבים קוונטיים לבצע חישובים מסוימים במהירות גבוהה יותר.

מהם היתרונות של שילוב מחשב קוונטי עם מחשב-על קלאסי?

השילוב מאפשר למחשב הקלאסי לטפל בחלקים מהבעיה שבהם הוא יעיל, בעוד המחשב הקוונטי מתמודד עם חלקים שבהם יש לו יתרון. כך ניתן לפתור בעיות מורכבות בצורה יעילה יותר.

מהם האתגרים בפיתוח מחשב קוונטי עמיד לשגיאות?

קיוביטים רגישים לרעשים ושגיאות, מה שמקשה על ביצוע חישובים מדויקים. פיתוח קודים לתיקון שגיאות וארכיטקטורות שמפחיתות את השפעת השגיאות הם אתגרים מרכזיים בתחום.

כיצד IBM מתכננת להתמודד עם אתגרים אלו?

IBM מפתחת קודים לתיקון שגיאות ומעבדים מודולריים שיאפשרו להגדיל את מספר הקיוביטים ולשפר את הדיוק של החישובים. החברה גם משקיעה בפיתוח תוכנה וחומרה שיתמכו במערכות קוונטיות גדולות.

מהן ההשלכות של פיתוח מחשב קוונטי עמיד לשגיאות?

מחשב כזה יכול להביא לפריצות דרך בתחומים כמו פיתוח תרופות, חומרים חדשים, אופטימיזציה של מערכות מורכבות ועוד. הוא גם עשוי לשנות את פני תחום האבטחה הדיגיטלית.

כיצד משפיעה ההשקה ביפן על התחרות הגלובלית בתחום?

המהלך מציב את יפן בחזית המחשוב הקוונטי ומחזק את שיתוף הפעולה הבינלאומי בתחום. הוא גם מאותת על התחזקות התחרות בין מדינות וחברות בתחום המחשוב הקוונטי.

מהם התחומים שבהם מחשוב קוונטי יכול להביא לשינויים משמעותיים?

תחומים כמו כימיה חישובית, פיתוח תרופות, אופטימיזציה של מערכות לוגיסטיות, חיזוי מזג אוויר, אבטחת מידע ועוד יכולים להפיק תועלת רבה ממחשוב קוונטי.

כיצד צפויה IBM להמשיך ולהתפתח בתחום המחשוב הקוונטי?

IBM מתכננת להמשיך ולפתח מעבדים קוונטיים מתקדמים, לשפר את יכולות התיקון שגיאות, ולהרחיב את שיתופי הפעולה הבינלאומיים שלה כדי לקדם את התחום.

מהם האתגרים הכלכליים והעסקיים בפיתוח מחשבים קוונטיים?

העלות הגבוהה של פיתוח ותחזוקת מערכות קוונטיות, הצורך בכוח אדם מיומן, והאי-ודאות לגבי המודלים העסקיים שיתאימו לטכנולוגיה זו הם אתגרים מרכזיים.

כיצד יכולה ישראל להשתלב בתחום המחשוב הקוונטי?

ישראל, עם תשתית מחקרית מתקדמת וכוח אדם איכותי, יכולה להשתלב בתחום באמצעות השקעה במחקר ופיתוח, שיתופי פעולה בינלאומיים, ותמיכה ביזמות בתחום המחשוב הקוונטי.